JP4020955B2 - 無機粒子の製造方法 - Google Patents
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〔請求項1記載の発明〕
古紙パルプを製造する古紙処理工程の脱墨工程で生じる脱墨フロスを主原料に、脱水工程、乾燥工程、焼成工程及び粉砕工程を有し、製紙用填料又は顔料として使用する無機粒子の製造方法であって、
前記焼成工程は、工程内酸素濃度が0.05〜20%であり、前記焼成工程で凝集した無機粒子を得る、ことを特徴とする無機粒子の製造方法。
前記焼成工程は、少なくとも2段階の焼成工程からなる、請求項1記載の無機粒子の製造方法。
前記焼成工程は、一次焼成が510〜750℃で、二次焼成が500〜700℃で行われる、請求項2記載の無機粒子の製造方法。
・ 古紙処理工程から排出される脱墨フロスを主原料とすることで、製紙スラッジを主原料とする場合と異なり、性状が安定した無機粒子が得られる。
本実施の形態の無機粒子の製造方法は、脱墨フロスを主原料に、脱水工程、乾燥工程、焼成工程及び粉砕工程を有する。
本形態においては、脱墨フロスSを原料として用いた場合を例示するが、脱墨フロスSを主原料に、抄紙工程における製紙スラッジ等の他の製紙スラッジを適宜用いることもできる。
脱墨フロスSの脱水は、公知の脱水手段を適宜使用して、行うことができる。本形態においては、脱水手段たる例えばロータリースクリーン14によって、脱墨フロスSから水を分離して脱水する。
脱墨フロスSを脱水して得た脱水物Dは、トラックやベルトコンベア等の搬送手段によって定量供給機16まで搬送し、この定量供給機16から乾燥手段17に供給する。
サイクロン18内を底部まで落下した乾燥物Kは、移送流路58を通して、かつこの移送流路58の途中に備わる排風ファンHで勢いを増して、第1焼成段階を構成するサイクロン式の焼成炉21に送られる。
本形態に基づく無機粒子の製造方法においては、必要に応じ、更に公知の分散・粉砕工程を設け、適宜必要な粒径に微細粒化することで製紙における塗工用の顔料、内添用の填料として使用することができる。
本製造設備において、より品質の安定化を求めるにおいては、微細粒子の粒度を、各工程で均一に揃えるための分級を行うことが好ましく、粗大や微小粒子を前工程にフィードバックすることでより品質の安定化を図ることができる。
すなわち、シリカを定着させる好適な方策としては、無機粒子を珪酸アルカリ水溶液に添加・分散し、スラリーを調製した後に加熱攪拌しながら、液温を70〜100℃、より好ましくは密閉容器内で酸を添加することにより、無機粒子表面にシリカを定着させることができる。無機粒子表面に定着させられるシリカは、珪酸ナトリウム(水ガラス)を原料として、硫酸、塩酸、硝酸などの鉱酸の希釈液と高温下で反応させ、加水分解反応と珪酸の重合化とにより得られる粒子径10〜80nmのシリカゾル粒子である。
本形態による無機粒子は、古紙の脱墨工程で生じる脱墨フロスを原料に、製紙用の填料、顔料に好適に再使用することができ、資源を循環使用した環境に優しい省資源の各種紙製品を製造することができる。各種紙製品への用途展開においては、無機粒子の白色度が少なくとも70%以上必要であるところ、本形態による無機粒子は、白色度70%以上、更には80%以上となる。白色度70%未満の無機粒子は、未燃物の残留が多く、紙用塗では十分な品質を得られない。
X線マイクロアナライザー(日立製作所/堀場製作所製 EMAX・S‐2150)を用い、走査電子顕微鏡写真像にてn数120で実測し、最大値、最小値の各々10測定値(計20測定値)を除いた、n数100の平均値で示した。
4.7メッシュの篩にて2000μmを超える質量割合を、42メッシュの篩にて355μm未満の質量割合を測定し、焼成工程入口における質量割合を測定した。
ガス分析装置(堀場製作所製、形式:PG250型)を使用して測定した。
プラスチックワイヤー摩耗度計(日本フィルコン製、3時間)、スラリー濃度2質量%で測定した。なお、本ワイヤー摩耗度計による、市販の紡錘形炭酸カルシウムのワイヤー摩耗度は100であった。
原料の脱水効率、生産性、粉砕に必要な電力を4段階評価し、最も効率の良かった条件を◎、良かったものを○、脱水効率、生産性、粉砕のいずれかに問題を見出したものを△、実操業困難なものを×とした。
所定の方法で得られた無機粒子の、白色度、粒径、一定時間間隔における生産量の各項目について、変動程度を測定し、変動が少ない順にランク付けを行い、上位5位までを◎、6位から10位を〇、11位から13位を△、それ以下を×とした。
米国TAPPI標準法T−646 OS−75に準拠し、熊谷理機工業社製白色度計 KR−III型にて測定した。
Claims (3)
- 古紙パルプを製造する古紙処理工程の脱墨工程で生じる脱墨フロスを主原料に、脱水工程、乾燥工程、焼成工程及び粉砕工程を有し、製紙用填料又は顔料として使用する無機粒子の製造方法であって、
前記焼成工程は、工程内酸素濃度が0.05〜20%であり、前記焼成工程で凝集した無機粒子を得る、ことを特徴とする無機粒子の製造方法。 - 前記焼成工程は、少なくとも2段階の焼成工程からなる、請求項1記載の無機粒子の製造方法。
- 前記焼成工程は、一次焼成が510〜750℃で、二次焼成が500〜700℃で行われる、請求項2記載の無機粒子の製造方法。
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